EP2234940B1 - Verfahren zur herstellung von porenbeton und schaumbeton sowie anlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung von porenbeton und schaumbeton sowie anlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP2234940B1
EP2234940B1 EP20090728906 EP09728906A EP2234940B1 EP 2234940 B1 EP2234940 B1 EP 2234940B1 EP 20090728906 EP20090728906 EP 20090728906 EP 09728906 A EP09728906 A EP 09728906A EP 2234940 B1 EP2234940 B1 EP 2234940B1
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cake
concrete
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casting mould
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Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of sulphate-free aerated concrete and foam concrete standardized grades in terms of strength and density according to EN 771-4 and DIN V 4165-100 with density ⁇ 450 kg / m 3 and a system for performing the method.
  • aerated concrete of standardized quality grades (EN 771-4 and DIN V 4165-100) with apparent density ⁇ 500 kg / m 3 is produced without exception using so-called cement formulations.
  • a pourable mass of quick lime mostly fine lime, especially fine white limestone, cement, usually Portland cement, quartz or quartz sand or a corresponding reactive in a hydrothermal SiO 2 component, gypsum and / or anhydrite, aluminum powder or aluminum paste and water is mixed together and into a Mold poured.
  • the mass impels and stiffens into a so-called cake. After the stiffening is in the form of a large block of z.
  • edge crushing strength of the cellular concrete moldings from cement formulations is partially deficient because the cellular concrete material from cement formulations is relatively brittle.
  • the most significant disadvantage of the cement recipe based pore and foam concrete material is that it contains sulfate from the cement and the anhydrite / gypsum additive of the starting mixture.
  • the sulfate is leachable. This complicates the recycling of construction site wastes and demolition material from aerated concrete, because the sulfate limit for use in landscaping is not met.
  • Sulfate ions can, under certain conditions, react with calcium silicate hydrate phases of the mineral mortar used during the building process and form thaumasite (CasiO 3 x CaSO 4 x CaCO 3 x 15 H 2 O). This formation of thaumasite destroys the building material composite through crystallization associated with volume increases. The only effective countermeasure is the test and the limitation of the mortars and plasters used on their Thaumasit disagree.
  • a process for the preparation of preferably steam-curing components is described, in which the known problems associated with the transport of standing upright casting bodies are avoided.
  • a component-forming mass is poured into a mold which is horizontally oriented in the casting position with its large area in the main axis.
  • the mold is pivoted with the casting body therein, that the large area is aligned transversely to the casting position.
  • parts of the mold are removed and the casting is divided into one or more components. It is essential that the casting or the components after the division of the previously removed parts of the mold is enclosed again and that the mold with the casting is then tilted back into the casting position. In this position then takes place the transport of the casting mold located in the mold to the next processing station.
  • the AT 177 713 B relates to a process for the production of steam-hardened, porous artificial stones, eg gas concrete, in which the gas evolution is to take place under conditions which are as favorable as possible for pore formation.
  • finely ground mixtures of calcined, quicklime, silicic acid-rich materials, water and metal powder in addition to a sulfate also added hydratable or water-soluble silicates such as Portland cement or basic blast furnace slag or water glass a composition of 700 g of a mixture of 20% lime (with 94% CaO) and 80% ground sand (with 80% SiO 2 ), 375 g water and 0.35 g aluminum powder is described. This composition preferably 3.5 wt .-% cement clinker based on the dry mass, 2g gypsum and 1-4g potassium sulfate or 2-8g sodium sulfate are added.
  • the object of the invention is to exclude thaumasite formation in the case of sulfate-free pore and foam concrete products of standardized quality classes with respect to strength and bulk density according to EN 771-4 and DIN V 4165-100 and preferably also to compensate for the disadvantages of cement formulations.
  • the invention provides for the use of sulfate-free lime formulations for the production of aerated concrete.
  • Sulfate-free quicklime recipes as such are known.
  • the production of aerated concrete with the properties of the currently required grades in terms of bulk density and strength (EN 771-4 and DIN V 4165-100) has not yet succeeded. Rather, they are Quality grades can only be guaranteed with cement formulations that also have to contain gypsum for optimal tobermorite formation.
  • the upper portion of the cake dries and the mass of the lower portion is enriched with water and becomes so labile due to the load that the cake may collapse. At least, however, the structure is changed so much that no moldings of the required grades with a homogeneous structure can be produced.
  • the invention provides measures for immobilizing the water in the cake during the hydrothermal process.
  • the components of a lime formulation a mixer 3 are given, which is fed via the water pipe 2 water.
  • the constituents are at least one CaO component reactive in the hydrothermal process, such as quicklime or hydraulic lime, at least one SiO 2 component which is reactive in the hydrothermal process, such as quartz powder or quartz sand, and aluminum powder or aluminum paste.
  • the formulation can be added to an inert in the autoclave filler component such as limestone powder.
  • the formulation may contain aerated concrete flour and / or raw material slurry from production.
  • additives such as superplasticizers, water retention agents and / or at least one with the CaO component z.
  • the very finely divided further SiO 2 additive component forms calcium silicate hydrate phases very early on without the hydrothermal conditions and / or in the hydrothermal process with the CaO component before the coarse SiO 2 main component (quartz powder, quartz sand) reacts with the CaO component. In addition, it binds free water adsorptively due to their high fineness.
  • cement-free and gypsum-free lime formulations are used (data in% by weight, based on the dry matter of the formulation): especially CaO component 10 - 40 15 - 30 SiO 2 component 40 - 70 55 - 65 inert filler 0 - 30 0 - 20 Porenhetonmehl / -splitt 0 - 30 5 - 15 Commodity Sludge 0 - 30 15 - 25 Aluminimnkomponente 0,8 - 3 1.0 - 1.8 very finely divided SiO 2 additive component 0 - 8 0 - 3 superplasticizer 0 - 2.5 0 - 1 Water retention agents 0 - 3 0 - 1
  • the CaO / SiO 2 molar ratio of the components reactive in the hydrothermal process is set between 0.15 and 0.95, in particular between 0.30 and 0.40, and a flowable mass with a water-solid ratio between 0.45 and 1 , 35, in particular between 0.48 and 0.63.
  • the fluidity can be adjusted by the addition of flow agents and / or water retention agents with a corresponding change in the water content.
  • the invention provides to use pure Kalkrezepturen and physically to avoid collapse.
  • the free water content in the tempered mass is reduced and / or immobilized by the use of at least one flow agent and / or a mass retention agent and / or an adsorbent for water such as aerated concrete flour or -splitt and / or an adsorptively and chemically water-binding, the Strength-increasing chemically reactive Feinstteiligen additive such as ultrafine SiO 2 and / or vibration of the mass during casting and / or driving at a lower water content, whereby the structure of the cake in the autoclave process is unaffected by the ballast.
  • fine white lime in the form of soft lime or hard lime with CaO contents of more than 88, in particular between 92 and 96,% by weight is used as the CaO component.
  • sulfate-free hydraulic lime can be used as the sole CaO component or in combination with white fine lime, the hydraulic lime should have CaO contents between 50 and 90, in particular between 65 and 85 wt .-%.
  • the relatively coarse SiO 2 main component is primarily ground quartz sand or quartz powder of usual fineness with normal Gaussian grain distribution up to particle sizes of 0.13, in particular up to 0.10 mm.
  • the SiO 2 content is preferably above 80, in particular above 85 wt .-%.
  • fly ash can also be used as the SiO 2 main component.
  • the milled SiO 2 component is preferably present as a dry flour ( ⁇ 0.1 mm), because in this way the technological influence of the casting temperature by the temperature of the mixer supplied so-called free irrigation water can be controlled better than when using sand sludge. Nevertheless, the use of sand sludge is also within the scope of the invention as well as the use of composite flour.
  • Compound flour usually consists of jointly ground sand and lime component.
  • Sulfur-free porous concrete material in the form of aerated concrete flour and / or aerated concrete is z. B. with finenesses up to 1.5 mm, in particular to 1.0 mm used.
  • the sulfate-free aerated concrete raw material sludge originates from production and is circulated. Sludge is z. B. sawing waste mixed with water and pumpable.
  • silica As very finely divided or highly dispersed silica (microsilica) z. B. a synthetic silica ( Winnacker-Kuchler, Chemical Technology, Volume 3, Inorganic Technology II, 4th ed., Carl Hauser Verlag Kunststoff, Vienna, 1983, pp. 75-90 ) used. In particular, pyrogenic silicic acids which are prepared by way of flame hydrolysis and precipitated silicas are used. Precipitated silicas may be unmilled or steam jet milled or spray dried or spray dried and milled. Such precipitated silicas are z. B. traded under the name “DUROSIL” and "SIPERNAT”. The synthetic silicas from flame hydrolysis are marketed under the name "AEROSIL”.
  • the specific surface area of these synthetic silicas should be e.g. B. over 10 m 2 / g BET and between 20 and 50 m 2 / g.
  • B. 100 - 500 m 2 / g the required amount is reduced.
  • the aluminum component is introduced either as aluminum powder or aluminum paste.
  • naphthalenesulfonates As a flow agent can z.
  • Effective water retention agents are z. As starch or cellulose ethers.
  • the mixture components are mixed in the mixer 3, as usual, to a pourable mass and filled the pourable mass into a large-volume, open-topped mold 6 made of metal with parallelepiped interior.
  • the dimensions of the interior are z. B: length 6.0 m, width 1.2 m, height 0.7 m.
  • the casting mold 6 has a mold bottom and two side walls surrounding the mold bottom and two end walls surrounding the mold bottom.
  • the side and end walls are removable from the mold bottom.
  • the mass drifts and stiffens into a self-supporting, cut-resistant green cellular concrete cake.
  • a first tilting device 8 on one of the side walls and thus placed edgewise, so that the cake is also standing upright on a narrow side on the side wall.
  • the other side wall and the bottom and the end walls of the mold 6 are removed.
  • the tilting device 8 of the upstanding standing on the side wall of the semolina shape cake is transported in a transport line 9 and spent with a front side in a first cutting station 10, cut in the vertical cutting wires, the bottom and top layer of the cake from front to back become. Thereafter, the cake is conveyed to a second cutting station 11 with horizontal cutting wires stretched across the length of the cake, in which horizontal cuts are made from front to back. Subsequently, the cake passes into a third cutting station 12 (cross-saw), which has at least one, preferably horizontally transversely extending at 90 ° to the longitudinal direction of the cake extending, tensioned cutting wire, in which the cake is cut from top to bottom.
  • a third cutting station 12 cross-saw
  • the cake is fed after the cutting processes in a raised position a second tilting device 13, in which the upstanding cake is combined on one of its broad sides with a hardening rust and then tilted with the hardening rust on its broadside. In this position, the cake is moved with the hardener in an autoclave 15, in the usual hydrothermal hardened.
  • cake heights up to 0.75, in particular up to 0.70 m can be autoclaved without damage. If higher cakes are to be autoclaved, when pouring the mass having less water than the amount required for the required pourability, it may be vibrated and / or a flux added to the formulation and / or in particular if the pourable mass has normal amounts of water for pouring should be added, water retention agent and / or finely divided silica, whereby the water is immobilized in the cake accordingly. With these additional means and / or measures it is possible to even autoclave a cake from a lime formulation edgewise, so that the second tilting device can be omitted.
  • lime formulations which as additives only a reactive, high-purity, highly disperse silica, z.
  • Microsilica in amounts of 3 to 15, in particular from 5 to 8 wt .-%, based on the CaOH 2 content of the lime.
  • the SiO 2 content of the silica should not be less than 92% by weight.
  • the fumed silica is used in particular with specific BET surface areas between 20 and 50 m 2 / g. Due to a large specific surface area, water is adsorptively bound and formed by chemical reactions calcium silicate hydrate phases with the lime component, even in the green state of the cake, so that the water for the autoclave process is immobilized and collapse of the cake in an autoclave can be avoided.
  • microporous or nanoporous silica in the form of microporous or nanoporous particles of a cellular concrete mixture.
  • This type of silica which is microporous or nanoporous, survives the autoclave process without damage and the particles remain in the matrix in which they are incorporated.
  • the present invention can not be realized, in which it depends on the fact that the highly disperse silica pozzolanic reacts and forms calcium silicate hydrate phases.
  • Fig. 2a shows the positioning of a cut upright standing on a mold side wall cake, which has come from a cutting unit, not shown.
  • the side wall 17 rests on a transport device 21.
  • the cake 16 is positioned in front of a Hardenost 20, which is supported by a tiltable about a horizontal axis 18 tilting table 19.
  • the cake 16 together with side wall 17 and transport device 21 is tilted with the tilting table 19 about the axis 18 by 90 ° and then lies with its broad side on the Hardenost 20 (FIG. Fig. 2c ).
  • the Hardenost 20 is then transported with the cake 16 to an autoclave 15, the tilting table 19 with the side wall 17 and the transport device 21 thoroughlygekippt and the transport device 21 with the side wall 17 from the tilting system out (not shown).

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sulfatfreiem Porenbeton und Schaumbeton genormter Güteklassen bezüglich Festigkeit und Rohdichte nach EN 771-4 und DIN V 4165-100 mit Rohdichte ≤ 450 kg/m3 sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
  • Derzeit wird Porenbeton genormter Güteklassen (EN 771-4 und DIN V 4165-100) mit Rohdichte ≤ 500 kg/m3 ausnahmslos mit sogenannten Zementrezepturen hergestellt. Dabei wird eine gießfähige Masse aus gebranntem Kalk, meist Feinkalk, insbesondere Weißfeinkalk, Zement, meist Portlandzement, Quarzmehl oder Quarzsand oder einer entsprechenden in einem Hydrothermalprozess reaktionsfähigen SiO2-Komponente, Gips und/oder Anhydrit, Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste und Wasser zusammengemischt und in eine Form gegossen. In der Form treibt die Masse auf und steift zu einem sogenannten Kuchen an. Nach dem Ansteifen wird die in Form eines großformatigen Blocks von z. B. 6 m Länge, 1,2 m Breite und 0,7 m Höhe vorliegende Masse en bloc in Formkörper geschnitten und die geschnittenen Formkörper en bloc in einen Autoklaven gebracht, in dem die Masse hydrothermal behandelt wird. Dabei erhärtet das Formkörpermaterial unter Bildung von Calciumsilikathydratphasen, insbesondere in Form von Tobermorit, zum Porenbeton. Nach Beendigung der Autoklavbehandlung werden die erhärteten Formkörper en bloc dem Autoklaven entnommen und in der Regel verpackt.
  • Dieses Verfahren auf der Basis von Zementrezepturen mit Gipszusatz ist nach jahrzehntelangen Entwicklungen und Optimierungen entstanden aus ursprünglich reinen Kalkrezepturen, die lediglich Branntkalk als im Hydrothermalprozess reagierende CaO-Komponente sowie eine SiO2-Komponente und eine Aluminiumkomponente sowie Wasser aufwiesen. Dieses Material wurde in flache etwa 30 cm hohe Formen gegossen und in denselben autoklaviert. Die Treibhöhe betrug dabei ebenfalls etwa 30 cm. An Stelle von Sand wurden vorwiegend Flugaschen und Ölschiefer verwendet, die beide puzzolanisch aktiv sind. Es hat sich beim Übergang zu Treibhöhen von mehr als 50 cm jedoch gezeigt, dass das Ablöschverhalten des Kalks nicht beherrschbar war und die Festigkeiten und das Schwindverhalten ungenügend waren, weshalb zusätzlich Zement und später auch Gips bzw. Anhydrit eingesetzt wurden (z. B. AT-PS 17 77 13 , DE 27 39 188 C2 , DE-A-27 39 181 ). Analog wird derzeit auch Schaumbeton ausschließlich unter Verwendung von Zement hergestellt.
  • Bezüglich der Kalkrezepturen ist bekannt, dass Rezepturen mit Hartbranntkalk oder hydraulischem Kalk verwendbar und stand- und schnittfest angesteifte Massen bzw. Kuchen herstellbar sind, dass aber die Festigkeiten nach der Autoklavierung des nunmehr erhärteten Porenbetons relativ gering sind und die Struktur bezüglich der Porenverteilung und der Calciumsilikathydratphasenbildung in einem Formkörper inhomogen ist. Außerdem lassen sich nur Porenbetone und Schaumbetone mit Rohdichten über 500 kg/m3 mit ausreichenden Festigkeiten herstellen. Aus diesen Gründen mussten die Zementrezepturen entwickelt werden, die Gips sowohl als Bestandteil des Zements als auch in Form eines separaten Gips- oder Anhydritzusatzes enthalten.
  • Die Zementrezepturen haben jedoch schwerwiegende Nachteile die in Kauf genommen wurden. Durch den Gipszusatz kann es zu Kalkvergrießungen in der gießfähigen Masse kommen, deren negative Auswirkungen bekannt sind. Mitunter entstehen außerdem sogenannte graue Flecke, Zeichen für eine ungleichmäßige Tobermoritbildung im Stein, so dass die Festigkeit beeinträchtigt wird. Die Zementqualitäten schwanken häufig, so dass Rezepturanpassungen erforderlich werden. Bei der Herstellung von Porenbeton wird der sogenannte Rückschlamm aus der eigenen Produktion in die Rezeptur eingebracht. Die mineralogische Zusammensetzung des Rückschlamms ist nicht konstant, weil sich Calciumsilikathydratphasen aus dem Zement in unterschiedlichen Mengen gebildet haben. Dies hat Auswirkungen auf die Calciumsilikathydratphasenbildung im Ansteifungs- und Autoklavprofess.
  • Zudem ist die Kantenbruchfestigkeit der Porenbetonformkörper aus Zementrezepturen teilweise mangelhaft, weil das Porenbetonmaterial aus Zementrezepturen relativ spröde ist.
  • Der wesentlichste Nachteil des Poren- und Schaumbetonmaterials auf Zementrezepturbasis aber ist, dass es Sulfat aus dem Zement und dem Anhydrit-/Gipszusatz der Ausgangsmischung aufweist. Das Sulfat ist auslaugbar. Dies erschwert das Recycling von Baustellenabfällen und Abbruchmaterial aus Porenbeton, weil der Sulfat-Grenzwert zum Einsatz im Landschaftsbau nicht eingehalten wird. Sulfationen können unter bestimmten Bedingungen während der Bauwerkserstellung mit Calciumsilikathydratphasen des verwendeten mineralischen Mörtels reagieren und Thaumasit bilden (CasiO3 x CaSO4 x CaCO3 x 15 H2O). Diese Thaumasitbildung zerstört durch mit Volumenvergrößerungen einhergehende Kristallisation den Baustoffverbund. Einzig wirksame Gegenmaßnahme ist der Test und die Beschränkung der verwendeten Mörtel und Putze auf ihre Thaumasitbildung.
  • In der DE 20 43 081 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise dampfhärtenden Bauelementen beschrieben, bei dem die bekannten Probleme im Zusammenhang mit dem Transport hochkant stehender Gießkörper vermieden werden. Bei dem Verfahren wird eine bauelementbildenede Masse in eine Gießform gegossen, die in Gießlage mit ihrer Großfläche in der Hauptachse horizontal ausgerichtet ist. Nach dem Abbinden der Masse wird die Gießform mit dem darin befindlichen Gießkörper geschwenkt, dass die Großfläche quer zur Gießlage ausgerichtet ist. In dieser Position werden Teile der Gießform entfernt und der Gießkörper in ein oder mehrere Bauelemente aufgeteilt. Wesentlich ist, dass der Gießkörper bzw. die Bauelemente nach der Aufteilung von den zuvor entfernten Teilen der Gießform wieder umschlossen wird und dass die Gießform mit dem Gießkörper anschließend in die Gießlage zurückgekippt wird. In dieser Position erfolgt dann der Transport des in der Gießform befindlichen Gießkörpers zur nächsten Bearbeitungsstation.
  • Die AT 177 713 B betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dampfgehärteten, porösen Kunststeinen, z.B. Gasbeton, bei dem die Gasentwicklung unter für die Porenbildung möglichst günstigen Bedingungen stattfinden soll. Hierzu werden fein gemahlenen Gemischen aus gebranntem, ungelöschtem Kalk, kieselsäurereichen Materialien, Wasser und Metallpulver neben einem Sulfat außerdem noch hydratisierbare bzw. wasserlösliche Silikate wie z.B. Portlandzement oder basische Hochofenschlacke bzw. Wasserglas zugesetzt. Insbesondere wird eine Zusammensetzung aus 700g einer Mischung von 20% Kalk (mit 94% CaO) und 80% gemahlenem Sand (mit 80% SiO2), 375g Wasser und 0,35g Aluminiumpulver beschrieben. Dieser Zusammensetzung werden vorzugsweise 3,5 Gew.-% Zementklinker bezogen auf die Trockenmasse, 2g Gipsstein und 1-4g Kaliumsulfat oder 2-8g Natriumsulfat beigefügt.
  • Aufgabe der Erfindung ist, bei sulfatfreien Poren- und Schaumbetonprodukten genormter Güteklassen bezüglich der Festigkeit und der Rohdichte nach EN 771-4 und DIN V 4165-100 die Thaumasitbildung auszuschließen und vorzugsweise auch die Nachteile von Zementrezepturen zu kompensieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 16 und einer Anlage zur Herstellung von Porenbeton gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den von diesen Ansprüchen abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Was im Folgenden bezüglich Porenbeton offenbart wird, gilt im Wesentlichen auch für Schaumbeton.
  • Die Erfindung sieht die Verwendung sulfatfreier Kalkrezepturen für die Herstellung von Porenbeton vor. Sulfatfreie Branntkalkrezepturen als solche sind zwar bekannt. Die Herstellung von Porenbeton mit den Eigenschaften der derzeit geforderten Güteklassen bezüglich Rohdichte und Festigkeiten (EN 771-4 und DIN V 4165-100) ist aber noch nicht gelungen. Vielmehr sind die Güteklassen nur mit Zementrezepturen, die für eine optimale Tobermoritbildung auch Gips enthalten müssen, gewährleistbar.
  • Bekannt ist in diesem Zusammenhang auch, den Zement durch hydraulischen Kalk zu ergänzen oder zu ersetzen. Dabei geht man aber davon aus, dass auch in diesem Fall Gips zur Gewährleistung der Gütemerkmale verwendet werden muss ( AT-PS 17 77 13 ).
  • Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass es bei Kalkrezepturen für die Herstellung von Porenbeton der genormten Güteklassen nach EN 771-4 und DIN V 4165-100 mit Rohdichte ≤ 450, insbesondere 400 kg/m3 nicht auf die angesteifte, schneidfähige Konsistenz des Kuchens ankommt, die mit Kalkrezepturen ohne weiteres gewährleistbar ist, sondern auf den Wassergehalt des Kuchens bevor er in den Autoklaven gefahren wird. Es hat sich nach umfangreicher Ursachenforschung gezeigt, dass die Struktur des großformatigen Kuchens aus Kalkrezepturen trotz relativ geringen Gewichts labil ist und sich im Autoklaven bei der Hydrothermalhärtung nachteilig verändert, indem das im Kuchen vorhandene Wasser von oben nach unten sickert und sich im unteren Bereich des Kuchens ansammelt. Der obere Bereich des Kuchens trocknet aus und die Masse des unteren Bereichs wird mit Wasser angereichert und aufgrund der Auflast derart labil, dass der Kuchen kollabieren kann. Zumindest aber wird die Struktur so stark verändert, dass keine Formkörper der geforderten Güteklassen mit homogener Struktur erzeugbar sind.
  • Für die Lösung des Problems sieht die Erfindung Maßnahmen zur Immobilisierung des Wassers im Kuchen während des Hydrothermalprozesses vor.
  • Dies geschieht nach einer Ausführungsform der Erfindung durch mechanische Verfahrensmaßnahmen, die im folgenden anhand der Fig. 1 und 2a bis 2d beschrieben werden. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Porenbeton in einem Fließbild;
    Fig. 2
    die Verfahrensschritte des Kippens des Kuchens.
  • Aus Vorratsbehältern 1, in denen sulfatfreie Komponenten für Kalkrezepturen zur Herstellung von Porenbeton bevorratet werden, werden die Bestandteile einer Kalkrezeptur einem Mischer 3 aufgegeben, dem über die Wasserleitung 2 Wasser zugeführt wird. Die Bestandteile sind mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige CaO-Komponente, wie Branntkalk oder hydraulischer Kalk, mindestens eine im Hydrothermalprozess reaktionsfähige SiO2-Komponente, wie Quarzmehl oder Quarzsand, und Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste. Wahlweise kann der Rezeptur noch eine im Autoklavprozess inerte Füllstoffkomponente wie z.B. Kalksteinmehl beigegeben werden.
  • Des Weiteren kann die Rezeptur Porenbetonmehl und/oder Rohstoffrückschlamm aus der Produktion enthalten. Zudem können Zusatzmittel wie Fließmittel, Wasserrückhaltemittel und/oder mindestens eine mit der CaO-Komponente z. B. puzzolanisch reagierende, feinstteilige weitere SiO2-Zusatzkomponente aufweisen. Die feinstteilige weitere SiO2-Zusatzkomponente bildet bereits ohne Hydrothermalbedingungen und/oder im Hydrothermalprozess sehr frühzeitig mit der CaO-Komponente Calciumsilikathydratphasen, bevor die grobe SiO2-Hauptkomponente (Quarzmehl, Quarzsand) mit der CaO-Komponente reagiert. Außerdem bindet sie aufgrund ihrer hohen Feinteiligkeit freies Wasser adsorptiv.
  • Insbesondere werden die folgenden zement- und gipsfreien Kalkrezepturen verwendet (Angaben in Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz der Rezeptur):
    insbesondere
    CaO-Komponente 10 - 40 15 - 30
    SiO2-Komponente 40 - 70 55 - 65
    inerter Füllstoff 0 - 30 0 - 20
    Porenhetonmehl/-splitt 0 - 30 5 - 15
    Rohstoffrückschlamm 0 - 30 15 - 25
    Aluminimnkomponente 0,8 - 3 1,0 - 1,8
    feinstteilige SiO2-Zusatzkomponente 0 - 8 0 - 3
    Fließmittel 0 - 2,5 0 - 1
    Wasserrückhaltemittel 0 - 3 0 - 1
  • Dabei wird das CaO/SiO2-Molverhältnis der im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt und eine fließfähige Masse mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 hergestellt. Die Fließfähigkeit kann durch die Zugabe von Fließmitteln und/oder Wasserrückhaltemitteln bei entsprechender Veränderung des Wassergehalts eingestellt werden.
  • Die Erfindung sieht vor, reine Kalkrezepturen zu verwenden und physikalisch das Kollabieren zu vermeiden. Zudem oder stattdessen wird der freie Wassergehalt in der angesteiften Masse verringert und/oder immobilisiert durch die Verwendung mindestens eines Fließmittels und/oder eines Masserrückhaltemittels und/oder eines Adsorptionsmittels für Wasser wie Porenbetonmehl oder -splitt und/oder einen adsorptiv und chemisch Wasser bindenden, die Festigkeit erhöhenden chemisch reagierenden feinstteiligen Zusatzstoff wie feinstteiliges SiO2 und/oder Vibrieren der Masse während des Gießens und/oder Auftreibens bei geringerem Wassergehalt, wodurch die Struktur des Kuchens im Autoklavprozess durch die Auflast unbeeinträchtigt bleibt.
  • Als CaO-Komponente wird insbesondere Weißfeinkalk in Form von Weichbranntkalk oder Hartbranntkalk mit CaO-Gehalten über 88, insbesondere zwischen 92 und 96 Gew.-% verwendet. Des Weiteren kann sulfatfreier hydraulischer Kalk als einzige CaO-Komponente oder in Kombination mit Weißfeinkalk verwendet werden, wobei der hydraulische Kalk CaO-Gehalte zwischen 50 und 90, insbesondere zwischen 65 und 85 Gew.-% aufweisen sollte. Ebenso liegt die Verwendung von Kalkhydrat anstelle von Branntkalk oder eine Kombination aus Branntkalk und Kalkydrat im Rahmen der Erfindung.
  • Die relativ grobe SiO2-Hauptkomponente ist vornehmlich gemahlener Quarzsand oder Quarzmehl üblicher Feinheit mit normaler Gauss'scher Kornverteilung bis zu Korngrößen von 0,13, insbesondere bis 0,10 mm. Der SiO2-Gehalt beträgt vorzugsweise über 80, insbesondere über 85 Gew.-%.
  • Neben gemahlenem Quarzsand oder Quarzmehl kann als SiO2-Hauptkomponente auch Flugasche verwendet werden. Die gemahlene SiO2-Komponente liegt vorzugsweise als trockenes Mehl (< 0,1 mm) vor, weil hierdurch die technologische Beeinflussung der Abgusstemperatur durch die Temperatur des dem Mischer zugeführten sogenannten freien Gießwasser besser gesteuert werden kann als bei Verwendung von Sandschlamm. Dennoch liegt die Verwendung von Sandschlamm ebenso im Rahmen der Erfindung wie der Einsatz von Verbundmehl. Verbundmehl besteht in der Regel aus gemeinsam vermahlenem Sand und Kalkkomponente.
  • Sulfatfreies Porenbetonmaterial in Form von Porenbetonmehl und/oder Porenbetonsplitt wird z. B. mit Feinheiten bis 1,5 mm, insbesondere bis 1,0 mm verwendet. Der sulfatfreie Porenbetonrohmaterialrückschlamm stammt aus der Produktion und wird im Kreislauf gefahren. Rückschlamm ist z. B. Sägeabfall mit Wasser vermischt und pumpfähig.
  • Als feinstteilige bzw. hochdisperse Kieselsäure (Mikrosilica) wird z. B. eine synthetische Kieselsäure (Winnacker-Küchler, Chemische Technologie, Band 3, Anorganische Technologie II, 4. Aufl., Carl Hauser Verlag München, Wien, 1983, S. 75 - 90) verwendet. Insbesondere werden pyrogene Kieselsäuren, die auf dem Wege einer Flammhydrolyse hergestellt werden, sowie Fällungskieselsäuren verwendet. Fällungskieselsäuren können unvermahlen oder dampfstrahlvermahlen oder sprühgetrocknet oder sprühgetrocknet und vermahlen eingesetzt werden. Derartige Fällungskieselsäuren werden z. B. gehandelt unter der Bezeichnung "DUROSIL" und "SIPERNAT". Die synthetischen Kieselsäuren aus der Flammhydrolyse sind unter der Bezeichnung "AEROSIL" auf dem Markt. Die spezifische Oberfläche dieser synthetischen Kieselsäuren sollte z. B. über 10 m2/g nach BET und zwischen 20 und 50 m2/g betragen. Bei Verwendung von hochdispersen Kieselsäuren mit höheren Oberflächen z. B. 100 - 500 m2/g reduziert sich die benötigte Einsatzmenge.
  • Die Aluminiumkomponente wird entweder als Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste eingebracht.
  • Als Fließmittel kann z. B. Verflüssiger aus der Betonindustrie auf Basis von Melaminsulfonaten, Naphthalinsulfonaten, Polycarboxylatethern oder Ligninsulfonaten verwendet werden. Diese werden beschrieben z. B. im Internet unter "Admixture News, Nr. 1 - Januar 2008, BASF Construction Chemicals Europe AG".
  • Wirksame Wasserrückhaltemittel sind z. B. Stärke oder Zelluloseether.
  • Die Mischungsbestandteile werden im Mischer 3, wie üblich, zu einer gießfähigen Masse gemischt und die gießfähige Masse in eine großvolumige, oben offene Gießform 6 aus Metall mit quaderförmigem Innenraum abgefüllt. Die Abmessungen des Innenraums betragen z. B.: Länge 6,0 m, Breite 1,2 m, Höhe 0,7 m.
  • Die Gießform 6 weist einen Formenboden und zwei den Formenboden umgebende Seitenwände sowie zwei den Formenboden umgebende Stirnwände auf. Die Seiten- und die Stirnwände sind vom Formenboden abnehmbar. In der Gießform 6 treibt die Masse auf und steift zu einem selbsttragenden, schnittfesten grünen Porenbetonkuchen an. Nach dem Ansteifen wird die Gießform 6 in einer ersten Kippeinrichtung 8 auf eine der Seitenwände gekippt und somit hochkant gestellt, so dass der Kuchen auf einer Schmalseite auf der Seitenwand stehend ebenfalls hochkant gestellt ist. Die andere Seitenwand sowie der Boden und die Stirnwände der Gießform 6 werden entfernt. Von der Kippeinrichtung 8 wird der hochkant stehende auf der Seitenwand der Grießform lagernde Kuchen in eine Transportlinie 9 befördert und mit einer Stirnseite voran in eine erste Schneidstation 10 verbracht, in der mit vertikalen Schneiddrähten die Boden- und die Deckschicht des Kuchens von vorne nach hinten abgeschnitten werden. Danach wird der Kuchen in eine zweite Schneidstation 11 mit horizontalen quer zur Längserstreckung des Kuchens gespannten Schneiddrähten befördert, in der horizontale Schnitte von vorne nach hinten ausgeführt werden. Im Anschluss daran gelangt der Kuchen in eine dritte Schneidstation 12 (Quersäge), die mindestens einen vorzugsweise horizontal sich quer im 90°-Winkel zur Längsrichtung des Kuchens erstreckenden, gespannten Schneiddraht aufweist, in der der Kuchen von oben nach unten geschnitten wird.
  • Erfindungswesentlich ist, dass der Kuchen nach den Schneidprozessen in einer Hochkantstellung einer zweiten Kippeinrichtung 13 zugeführt wird, in der der hochkant stehende Kuchen an einer seiner Breitseiten mit einem Härterost kombiniert und anschließend mit dem Härterost auf seine Breitseite gekippt wird. In dieser Lage wird der Kuchen mit dem Härterost in einen Autoklaven 15 gefahren, in dem wie üblich hydrothermal gehärtet wird.
  • Durch das Zurückkippen auf die Breitseite wird in überraschender Weise erreicht, dass bei reinen Kalkrezepturen auch ohne Zusatzmittel und ohne Zusatzstoffe und ohne Vibration die Auflast des Kuchens so gering bleibt, dass so viel Wasser im Kuchen immobilisiert bleibt, dass die zur Herstellung eines Porenbetons mit Rohdichte ≤ 400 kg/m3 und mit den geforderten Güteklassen entsprechenden Struktur des Kuchens erhalten bleibt. Durch die relativ geringe Auflast im Vergleich zu einer Auflast eines hochkant stehenden Kuchens sickert das Wasser nicht in solchen Mengen nach unten, dass der Kuchen kollabiert. Vielmehr können sulfatfreie Formsteine aus Porenbeton mit Rohdichten ≤ 400 kg/m3 und mit den geforderten Güteklasseeigenschaften hergestellt werden, die denen aus Zementrezepturen hergestellten Porenbetonen entsprechen.
  • Ohne Zusatzmittel und ohne Zusatzstoffe und ohne zu vibrieren können Kuchenhöhen bis 0,75, insbesondere bis 0,70 m ohne weiteres beschädigungsfrei autoklaviert werden. Sollen höhere Kuchen autoklaviert werden, kann beim Gießen der Masse, die weniger Wasser als für die erforderliche Gießfähigkeit benötigte Menge aufweist, vibriert werden und/oder der Rezeptur ein Fließmittel zugegeben werden und/oder insbesondere, wenn die gießfähige Masse normale Wassermengen für das Gießen aufweisen soll, Wasserrückhaltemittel und/oder hochdisperse Kieselsäure beigegeben werden, womit das Wasser im Kuchen entsprechend immobilisiert wird. Mit diesen zusätzlichen Mitteln und/oder Maßnahmen gelingt es, einen Kuchen aus einer Kalkrezeptur sogar hochkant zu autoklavieren, so dass die zweite Kippvorrichtung entfallen kann. Dies gelingt insbesondere mit Kalkrezepturen, die als Zusatzmittel lediglich eine reaktive, hochreine, hochdisperse Kieselsäure, z. B. Mikrosilica in Mengen von 3 bis 15, insbesondere von 5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf den CaOH2-Gehalt des Kalkes aufweist. Der SiO2-Gehalt der Kieselsäure sollte dabei nicht unter 92 Gew.-% liegen. Die hochdisperse Kieselsäure wird insbesondere mit spezifischen BET-Oberflächen zwischen 20 und 50 m2/g verwendet. Durch eine große spezifische Oberfläche bedingt wird Wasser adsorptiv gebunden und durch chemische Reaktionen Calciumsilikathydratphasen mit der Kalkkomponente gebildet, und zwar schon im grünen Zustand des Kuchens, so dass das Wasser für den Autoklavprozess immobilisiert ist und ein Kollabieren des Kuchens im Autoklaven vermieden werden kann.
  • Aus der EP 1 892 226 A2 ist bekannt, eine mikro- bzw. nanoporöse Kieselsäure in Form von mikro- bzw. nanoporösen Teilchen einer Porenbetonmischung zuzusetzen. Diese Art der Kieselsäure, die mikro- bzw. nanoporös ist, übersteht den Autoklavprozess schadlos und die Partikel verbleiben in der Grundmatrix, in der sie eingebunden sind. Mit einer derartigen mikro- bzw. nanoporösen Kieselsäure kann die vorliegende Erfindung nicht verwirklicht werden, bei der es darauf ankommt, dass die hochdisperse Kieselsäure puzzolanisch reagiert und Calciumsilikathydratphasen bildet.
  • Zur besseren Auslastung des Autoklavens können mehrere übereinander gestapelte auf Härterosten liegend lagernde Kuchen gleichzeitig in einem Autoklaven gehärtet werden, wenn die Härteroste im Autoklaven jeweils gesondert abgestützt werden und nicht auf dem darunter befindlichen Kuchen aufsitzen.
  • Das Autoklavieren von auf Härterosten auf ihrer Breitseite liegenden Kuchen ist z. B. aus der DE-A-21 08 300 oder DE-A-23 07 031 bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird der Kuchen zum Schneiden vorher vollkommen entschalt und mit Hub- oder Saugvorrichtungen der Schneidvorrichtung zugeführt. Diesen Transport überstehen Kuchen aus Kalkrezepturen wegen ihrer labilen Struktur und Konsistenz nicht. Erst die Kombination eines Schneidverfahrens nach der DE 958 639 B mit einem Kippverfahren auf eine Breitseite des Kuchens entsprechend den beiden oben genannten Offenlegungsschriften nach dem Schneiden ermöglicht die Produktion von Porenbeton aus Kalkrezepturen. Dabei stellt der zweite Kippvorgang eine zusätzliche in diesem Zusammenhang nicht naheliegende Maßnahme dar, denn das Zurückkippen beim Stand der Technik erfolgte zur vermeidung des Zusammenbackens übereinander angeordneter Formkörper beim Autoklavieren oder zum Entfernen der Bodenschicht.
  • Die Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe durch Zusatzmittel und/oder Zusatzstoffe und/oder Vibrieren unter Beibehaltung des Autoklavierens hochkant gestellter Kuchen nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist nach dem Stand der Technik ebenfalls nicht herleitbar, weil die Probleme, die sich mit Kuchen auf der Basis von Kalkrezepturen im Autoklavprozess ergeben, unbekannt gewesen sind.
  • Fig. 2a zeigt die Positionierung eines geschnittenen hochkant auf einer Formenseitenwand stehenden Kuchens, der aus einer nicht dargestellten Schneidanlage gekommen ist. Die Seitenwand 17 lagert auf einer Transportvorrichtung 21. Der Kuchen 16 ist vor einem Härterost 20 positioniert, der von einem um eine horizontale Achse 18 kippbaren Kipptisch 19 gehaltert wird.
  • Gemäß Fig. 2b wird der Kuchen 16 mit der Seitenwand 17 und der Transportvorrichtung 21 an den Härterost 20 herangeschoben.
  • Der Kuchen 16 samt Seitenwand 17 und Transportvorrichtung 21 wird mit dem Kipptisch 19 um die Achse 18 um 90° gekippt und liegt dann mit seiner Breitseite auf dem Härterost 20 (Fig. 2c).
  • Danach werden die Seitenwand 17 und die Transportvorrichtung 21 vom Kuchen seitlich weggefahren (Fig. 2d).
  • Der Härterost 20 wird anschließend mit dem Kuchen 16 zu einem Autoklaven 15 befördert, der Kipptisch 19 mit der Seitenwand 17 und der Transportvorrichtung 21 zurückgekippt und die Transportvorrichtung 21 mit der Seitenwand 17 aus der Kippanlage heraus befördert (nicht dargestellt).

Claims (29)

  1. Verfahren zur hydrothermalen Herstellung von Porenbeton- oder Schaumbetonformkörpern genormter Güteklassen bezüglich der Festigkeit und der Rohdichte nach EN 771-4 und DIN V 4165-100 mit Rohdichten ≤ 450, insbesondere ≤ 400 kg/m3
    gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
    - Es wird eine zement- und sulfatträgerfreie sowie insbesondere auch sulfatfreie Kalkrezeptur aus mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen CaO-Komponente aus Branntkalk, insbesondere Weißfeinkalk und/oder hydraulischem Kalk oder deren Hydrate, und mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen SiO2-Komponente, insbesondere in Form von gemahlenem Quarzsand mit Korngrößen bis 0,13 mm, sowie einem Treibmittel, in Form von Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste, oder vorgefertigtem Schaum hergestellt,
    - die Rezepturbestandteile werden in einen Mischer gegeben und mit Wasser zu einer gießfähigen Masse gemischt, wobei der Kalk zu Kalkhydrat ablöscht,
    - die wasserhaltige Masse wird in eine großvolumige rechteckige, einen Boden und abnehmbare Seiten- und Stirnwände sowie einen quaderförmigen Innenraum aufweisende Gießform abgefüllt,
    - in der Gießform wird die Masse zum porenbildenden Treiben und Ansteifen bei der Herstellung von Porenbeton, bzw. zum Ansteifen bei der Herstellung von Schaumbeton zu einem grünen selbsttragenden und schnittfesten Betonkuchen gebracht,
    - die Gießform wird um 90° auf eine ihrer Seitenwände gekippt und der Kuchen durch Entfernen des Bodens der Stirnwände und der anderen Seitenwand entschalt,
    - der auf einer seiner Schmalseiten auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehende Kuchen wird in einer Sägestation zu mindestens einem Formkörper durch Horizontal- und Vertikalschnitte geschnitten,
    - an eine Breitseite des geschnittenen Kuchens wird ein hochkant stehender Härteboden, insbesondere ein Härterost angesetzt und der Härteboden samt Kuchen und Gießformseitenwand mit einer Kippvorrichtung um 90° auf seine Breitseite gekippt, so dass der Kuchen mit seiner Breitseite auf dem Härteboden aufliegt,
    - die Gießformseitenwand wird entfernt und der Härteboden mit geschnittenem Betonkuchen in einen Autoklaven verbracht und der Betonkuchen darin autoklaviert,
    - nach der Autoklavierung wird das hydrothermal gehärtete Betonmaterial dem Autoklaven entnommen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als Härteboden ein Härterost verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als reaktionsfähige SiO2-Komponente Quarzsand mit Korngrößen bis 0,13 mm verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    eine Rezeptur für Porenbeton aus folgenden Bestandteilmengen in Gew.-% bezogen auf den trockenen Feststoffanteil gewählt wird: insbesondere CaO-Komponente 10 - 40 15 - 30 SiO2-Komponente 40 - 70 55 - 65 inerter Füllstoff 0 - 30 0 - 20 Porenbetonmehl/ -splitt 0 - 30 5 - 15 Rohstoffrückschlamm 0 - 30 15 - 25 Aluminiumkomponente 0,8 - 3 1,0 - 1,8 Feinstteilige SiO2-Zusatzkomponente 0 - 8 0 - 3 Fließmittel 0 - 2,5 0 - 1 Wasserrückhaltemittel 0 - 3 0 - 1
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    ein Wasser-Feststoff-Verhältnis für die gießfähige Masse zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    ein CaO/SiO2-Molverhältnis der im Hydrothermalprozess reagierenden Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als Fließmittel Melaminsulfonate und/oder Ligninsulfonate und/oder Naphthalinsulfonate und/oder Polycarboxylatether verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als Wasserrückhaltemittel Stärke oder Zelluloseether verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als feinstteilige SiO2-Zusatzkomponente eine synthetische Kieselsäure verwendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als synthetische Kieselsäure eine pyrogene Kieselsäure und/oder eine Fällungskieselsäure verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    die synthetische Kieselsäure mit BET-Oberflächen über 10, insbesondere zwischen 20 und 50 m2/g verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    beim Gießen und/oder in der Gießform die gießfähige Masse vibriert wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    der geschnittene Kuchen mit einer Höhe von 0,4 bis 0,8, insbesondere von 0,5 bis 0,7 m erzeugt wird.
  14. Anlage zur Herstellung von Poren- oder Schaumbetonformkörpern nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
    gekennzeichnet durch die verfahrenstechnische Kopplung zumindest folgender Einrichtungen:
    Vorratsbehälter 1, einem Mischer 3, eine Wasserleitung 2 zum Mischer 3 führend, eine Gießstation mit Gießformen 6 mit abnehmbaren Seiten- und Stirnwänden, eine erste Kippvorrichtung 8 eingerichtet zum Kippen einer einen angesteiften Kuchen enthaltenden Gießform 6 auf eine Schmalseitenwand der Gießform, eine Schneidlinie 9 mit Schneidstationen 10, 11, 12 zum Schneiden eines hochkant stehenden Kuchens, eine Härterostzuführvorrichtung, eine zweite Kippvorrichtung 13 eingerichtet zum Kippen eines geschnittenen Kuchens samt Gießformseitenwand und Härterost um 90° auf seine Breitseite, einen Autoklaven, sowie Transportmittel zwischen den Einrichtungen und für die Herstellung von Schaumbeton einen Schaumgenerator mit Schaumzuführleitungen zum Mischer (3).
  15. Anlage nach Anspruch 14,
    gekennzeichnet durch eine Vibriereinrichtung zum Vibrieren der gießfähigen Masse beim Gießen und/oder nach dem Gießen.
  16. Verfahren zur hydrothermalen Herstellung von Poren- oder Schaumbetonformkörpern genormter Güteklassen bezüglich der Festigkeit und der Rohdichte nach EN 771-4 und DIN V 4165-100 mit Rohdichten ≤ 450, insbesondere 400 kg/m3,
    gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
    - es wird eine zement- und sulfatträgerfreie sowie insbesondere auch sulfatfreie Kalkrezeptur aus mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen CaO-Komponente aus Branntkalk, insbesondere Weißfeinkalk und/oder hydraulischem Kalk, und mindestens einer im Hydrothermalprozess reaktionsfähigen SiO2-Komponente, insbesondere in Form von gemahlenem Quarzsand mit Korngrößen bis 0,13 mm, sowie einem Treibmittel in Form von Aluminiumpulver oder Aluminiumpaste für die Herstellung von Porenbeton oder einem vorgefertigten Schaum für die Herstellung von Schaumbeton, und einer hochdispersen synthetischen Kieselsäure hergestellt,
    - die Rezepturbestandteile werden in einen Mischer gegeben und mit Wasser zu einer gießfähigen Masse gemischt, wobei der Branntkalk zu Kalkhydrat ablöscht,
    - die wasserhaltige Masse wird in eine großvolumige, rechteckige, einen Boden und abnehmbare Seiten- und Stirnwände sowie einen quaderförmigen Innenraum aufweisende Gießform abgefüllt,
    - in der Gießform wird die Masse zum Poren bildenden Treiben und An steifen bei der Herstellung von Porenbeton oder zum Ansteifen bei der Herstellung von Schaumbeton zu einem grünen selbsttragenden und schnittfesten Betonkuchen gebracht,
    - die Gießform wird um 90° auf eine ihrer Seitenwände gekippt und der Kuchen durch Entfernen des Bodens der Stirnwände und der anderen Seitenwand entschalt,
    - der auf einer seiner Schmalseiten auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehende Kuchen wird in einer Schneidstation zu mindestens einem Formkörper durch Horizontal- und Vertikalschnitte geschnitten,
    - der geschnittene Kuchen wird auf der Seitenwand der Gießform hochkant stehend in einen Autoklaven verbracht und dort autoklaviert,
    - nach der Autoklavierung wird das hydrothermal gehärtete Material dem Autoklaven entnommen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Rezeptur aus folgenden Bestandteilmengen in Gew.-% bezogen auf den trockenen Feststoffanteil zur Herstellung von Porenbeton gewählt wird: insbesondere CaO-Komponente 10 - 40 15 - 30 SiO2-Komponente 40 - 70 55 - 65 inerter Füllstoff 0 - 30 0 - 20 Porenbetonmehl/ -splitt 0 - 30 5 - 15 Rohstoffrückschlamm 0 - 30 15 - 25 Aluminiumkomponente 0,8 - 3 1,0 - 1,8 Feinstteilige SiO2-Zusatzkomponente 1 - 8 1 - 3 Fließmittel 0 - 2,5 0 - 1 Wasserrückhaltemittel 0 - 3 0 - 1
  18. Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    ein Wasserfeststoff-Verhältnis für die gießfähige Masse zwischen 0,45 und 1,35, insbesondere zwischen 0,48 und 0,63 eingestellt wird.
  19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    ein CaO/SiO2-Molverhältnis der im Hydrothermalprozess reagierenden Komponenten zwischen 0,15 und 0,95, insbesondere zwischen 0,30 und 0,40 eingestellt wird.
  20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als Fließmittel Melaminsulfonate und/oder Ligninsulfonate und/oder Naphthalinsulfonate und/oder Polycarboxylatether verwendet wird.
  21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als Wasserrückhaltemittel Stärke oder Zelluloseether verwendet wird.
  22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als hochdisperse SiO2-Zusatzkomponente eine synthetische Kieselsäure verwendet wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als synthetische Kieselsäure eine pyrogene Kieselsäure und/oder eine Fällungskieselsäure verwendet wird.
  24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    beim Gießen und/oder in der Gießform die gießfähige Masse vibriert wird.
  25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    der geschnittene Kuchen mit einer Höhe von 1 bis 1,5, insbesondere von 1,1 bis 1,25 m erzeugt wird.
  26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 25,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    eine Anlage zur Herstellung von Poren- oder Schaumbetonformkörpern verwendet wird, die
    gekennzeichnet ist, durch die verfahrenstechnische Kopplung zumindest folgender Einrichtungen:
    Vorratsbehälter 1, einem Mischer 3, eine Wasserleitung 2 zum Mischer 3 führend, eine Gießstation mit Gießformen 6 mit abnehmbaren Seiten- und Stirnwänden, eine erste Kippvorrichtung 8 eingerichtet zum Kippen einer einen angesteiften Kuchen enthaltenden Gießform 6 auf eine Schmalseitenwand der Gießform, eine Schneidlinie 9 mit Schneidstationen 10, 11, 12 zum Schneiden eines hochkant stehenden Kuchens, einen Autoklaven, sowie Transportmittel zwischen den Einrichtungen und für die Herstellung von Schaumbeton einen Schaumgenerator mit Schaumzuführleitungen zum Mischer (3).
  27. Verfahren nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    eine Anlage verwendet wird, die eine Vibriereinrichtung zum Vibrieren der gießfähigen Masse beim Gießen und/oder nach dem Gießen aufweist.
  28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    Porenbeton- oder Schaumbetonkörper genormter Güteklassen ≤ 400 kg/m3 hergestellt werden.
  29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28,
    dadurch gekennzeichnet , dass
    als CaO-Komponente Weißfeinkalk verwendet wird.
EP09728906.0A 2008-04-04 2009-01-13 Verfahren zur herstellung von porenbeton und schaumbeton sowie anlage zur durchführung des verfahrens Active EP2234940B2 (de)

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